牛貴才 NIU Gui-cai
(中鐵二十二局集團第四工程有限公司,保定 074000)
(4th Engineering Company Ltd.of China Railway 22 Bureau Group,Baoding 074000,China)
老213國道位于小磨高速公路挖方段(K77+525~K77+720段)左側邊坡坡頂,橫向間距僅為110米。此段邊坡滑坡體為3~5米含礫石高液限粘土,下伏強風化泥巖,且邊坡高,地質差,原設計無防護措施。老213國道往山體內側改線(K0+000~K0+262)共計262米。
K77+525~K77+720段左側邊坡由于滑坡體的移動,已由地表往上起拱開裂,并且因長時間受雨水浸泡,導致邊坡發生大面積坍方,部分抗滑樁產生滑移及傾斜,并伸入到路基有效范圍內,且整個滑坡仍有向新建路基內滑動的趨勢。另外,本段路塹距既有國道213線距離太近,必須保證挖方施工過程中老國道的行車安全以及新建路基的穩定性,同時使路基施工安全順利地進行。
在此段邊坡坡腳增加抗滑樁板墻和排水溝;樁頂坡面分四級邊坡開挖,采用預應力錨索加固,并澆筑C30混凝土框格梁;在抗滑樁挖孔前,對K77+510~K77+735段邊坡坡腳進行反壓回填,形成反壓護道防護;邊坡錨固穩定后,對裸露邊坡進行掛網植草防護。
4.1 反壓護道防護措施 在邊坡開挖過程中,坡頂老路及左側山體給路基施加極大側向壓力,為防止軟弱地基產生剪切、滑移,保證路基穩定,對K77+510~K77+735段邊坡挖方坡腳填筑起反壓作用的土體。反壓護道寬度為6m、厚度為5m,沿坡腳靠山體一側填筑,采用振動壓路機壓實。此措施使路基范圍內的土體向外側隆起的趨勢得到平衡,提高了邊坡在施工中的滑動破壞安全系數,達到路基及邊坡穩定的目的。
4.2 樁板墻防護措施 為避免造成邊坡坍塌及保證滑坡體的穩定,在該段路基左側坡腳增加抗滑樁板墻。K77+525~K77+720段樁板墻位于線路左側滑坡地段,抗滑樁數量為35棵,樁徑為2*3米,長度均為24米。樁間均采用長度為3米的外掛擋土板擋土。樁的長軸方向與路中線垂直,樁板墻頂與路面同一縱坡。樁板墻小勐養端接擋墻,磨憨端與漿砌護腳銜接。
樁板墻防護施工方法及步驟如下:
4.2.1 抗滑樁基礎 ①施工準備。平整場地,鏟除松軟土層并夯實,做出工作平臺。位于斜坡路段的樁基礎盡量采用腳手架搭設施工平臺,避免因開挖施工平臺而破壞斜坡上原土體的穩定。對斜坡上本身不穩定的土石適當清除。
②測量放樣。首先測放所有樁號,測量班用全站儀定出樁孔位置,測量放樣必須兩人操作,互相檢查,確保樁位正確。然后1、4、7…隔3孔挖樁。待其樁體澆注完成后,砼強度達到設計強度的70%后,再進行其他樁的開挖、澆注。
③埋置護樁。每個樁位最少埋置4個護樁,護樁采用φ20的鋼筋,長度以保證護樁穩定為準,砼灌注以前護樁須穩定。挖孔過程中經常檢查、校核;孔口四周挖排水溝,安裝提升出碴設備,布置好出碴道路。
④樁孔開挖。人工自上而下逐層用鎬、鍬進行,挖土次序為先中間部分,后挖周邊。每0.5~1.0m進尺為一節,每節開挖完成后盡快施作砼護壁。開挖遇風化巖層時,采用風鎬鑿巖挖掘,鑿巖時應加大送風量,并采用濕式作業法。當遇弱風化巖層和較硬基巖風鎬難于作業時,用少量炸藥進行淺眼松動爆破,嚴格控制炮眼深度和炸藥用量,并在炮眼附近加強支護,裝藥量不超過炮眼深度的三分之一。孔口應加蓋進行爆破,爆破后,必須用抽氣、送風或淋水等方法將孔內廢氣排除,方可繼續下孔作業。
⑤砼護壁。采用現澆外齒式鋼筋砼護壁,上下護壁間搭接50mm,護壁環向和豎向配筋,護壁混凝土厚度150mm,砼采用C25細石混凝土,現場機械拌合、孔內振搗棒振搗。護壁每節高度與開挖進尺一致,樁孔挖掘及砼護壁兩道工序必須連續作業,不得中途停頓,以防坍孔。護壁模板由組合鋼模板拼裝而成,拆上節立下節,循環周轉使用。模板用“U”型卡連接,上下用兩個半圓組成鋼圈,頂緊模板,護壁孔圈中心線要與樁軸線重合,第一節護壁兼作挖孔鎖口圈,應比上下的護壁厚100mm,并高出周圍地面200mm以上,以防地面水灌入孔內。
⑥樁孔出碴。采用卷揚機配合提升架吊土桶出碴,手推車運至臨時場地,集中外運到棄土場。
⑦樁孔排水。孔內滲流量不大時,采用鐵皮桶盛水,提升排走;孔內滲流量大時,采用潛水泵專人排水,來保證施工進度。
⑧孔內通風。孔內通風采用壓入式通風。特別注意孔內爆破完畢后,及時通風排出有害氣體。
⑨終孔檢查。挖孔至設計標高后,進行孔底處理。必須做到孔底平整,孔底表面無松渣、樁底巖石天然然濕度下的抗壓強不得低于設計要求,嵌巖深度符合設計要求。如果達不到設計要求,及時通知設計單位進行處理。終孔后,孔直徑,孔傾斜度采用檢孔器進行檢查,樁孔的各項技術指標符合規范要求。
⑩鋼筋籠制作與安裝。鋼筋骨架的保護層通過焊接定位鋼筋保證,定位鋼筋每隔2m設一道,每一道沿圓周焊接四個布置,最后安裝和固定超聲波檢測鋼管。鋼筋籠主筋采用對焊,整體或分段用車吊吊入樁孔,不得撞孔壁,防止坍孔,鋼筋分段綁扎、吊放、焊接。焊接時,先將下段掛在孔口,再吊上第二段進行搭接焊接,逐段焊接逐段下放。吊入后應校正軸線位置,防止扭轉變形。
4.2.2 灌注樁身混凝土 灌注混凝土前,再次測量孔內虛土厚度,超過設計要求應再次清除。混凝土灌注采用拌和站集中拌制,砼運輸車運輸,用減速串筒灌注,串筒底部與孔內底部或混凝土面高度不得不大于2m。混凝土連續灌注成功,中途不得中斷。砼分層灌注,使用插入式振動器分層振搗密實,直至樁頂。灌注混凝土過程中,為防止鋼筋籠上浮,應注意砼的坍落度要合適,灌注砼時的速度要慢,等砼把鋼筋籠壓住以后再加快灌注速度。
4.2.3 擋土板預制與安裝 樁板墻擋土板為C25砼,采用現場集中預制的方法,預制好后,各擋土板按各種型號分類堆放,并注明類型、尺寸、預制日期以及受力面等標識,以防吊裝時混淆,擋土板強度達到設計的100%且樁身砼達到設計強度的75%以上時,采用吊車安裝。安裝時應及時進行板背的回填。板背回填時,碾壓機械不能達到的地方,用小型機械夯實或人工夯實。
4.3 預應力錨索框格梁防護
4.3.1 錨索框架梁施工順序 開挖一級邊坡→修正坡面→測放錨索孔位→鉆孔→錨索制作安裝→注漿→框架格梁挖槽→綁扎格梁鋼筋→澆筑砼→張拉→錨桿→開挖下級邊坡
4.3.2 錨索施工 ①鉆孔:在邊坡開挖完畢后,清理邊坡之后施工鉆孔。鉆孔前搭設鉆孔平臺,鉆孔采用氣腿式風鉆,加長鉆桿,鉆孔直徑130mm。②鉆孔完畢后,用高壓風清孔,經監理工程師驗孔后安裝預應力錨索。錨索安裝時采用在錨索前端使用導向帽導向,導向帽采用ф60鋼管,鋼管與鋼絞線焊接連接。自由段錨索涂抹黃油,且每根鋼絞線用塑料管保護。錨固端架線環與緊箍環間隔1米設置,緊箍環使用16號鉛絲繞成,每道不少于兩圈,自由段每隔2米設置1道架線環,以保證鋼絞線順直。③注漿:錨索安裝完畢后施作注漿。注漿采用M30砂漿,注漿時采用自孔底向孔口返漿式注漿。④張拉:張拉在砂漿強度達到設計強度80%后進行。張拉分兩次進行,第一次張拉至50%бcon,第二次扎張拉110%бcon,錨頭張拉長度不小于1.5米。
4.3.3 框架格梁施工 為保證坡面穩定,在一級、二級坡面設置菱形錨桿框架梁,三級、四級坡面設置菱形錨索框架梁。①梁槽開挖:準確測量放線,在修整好的路塹邊坡上刻框架槽,采用人工開挖方式,基礎開挖的位置、深度、基底尺寸符合設計要求。②綁扎格梁鋼筋:格梁鋼筋采用在現場編制。③澆筑砼:鋼筋綁扎完經監理工程師檢查合格后,澆筑格梁C25砼,砼采用機械拌合,人工澆筑,機械振搗的方法。
小磨高速公路主體工程于2008年7月28日通過交工驗收,通車運行5年以來,K77+525~K77+720段滑坡地段未發生過邊坡塌方現象,表明上述滑坡治理措施效果明顯。
通過此項工程,有力證明了采取正確的綜合防護技術是實現滑坡體安全施工和有效治理的保證。
[1]公路工程管理與實務[M].中國建筑工業出版社.
[2]公路路基施工規范[M].人民交通出版社.
[3]公路邊坡防護技術[M].人民交通出版社.
[4]公路養護技術規范[M].人民交通出版社.